Гидроаэромеханика

Гидроаэромеханика — обширный раздел механики, который занимается изучением процессов движения жидких и газообразных сред, состояний и условий равновесия в них, а также особенностей их взаимодействия между собой и с твёрдыми телами[1].

Наука
Гидроаэромеханика
Commons-logo.svg Медиафайлы на Викискладе

В настоящее время термин вытесняется другим — механика жидкости и газа.

Вклю­ча­ет в се­бя как разделы гид­ро­ста­ти­ку, гид­ро­ди­на­ми­ку, аэ­ро­ста­ти­ку, аэ­ро­ди­на­ми­ку, га­зо­вую ди­на­ми­ку, ис­поль­зу­ет законы тер­мо­ди­на­ми­ки и мно­гих других раз­де­лов фи­зи­ки (магнитная гидродинамика и т. п.) и хи­мии (физико-химическая газодинамика, кинетические процессы в газах и т. п.).

ИсторияПравить

Возникновение гидроаэромеханики связывают с решением ещё в дои­сто­рическую эпо­ху прикладных хозяйственных и других жизненно важных задач — соз­да­ние пер­вых гид­ро­тех­нических со­ору­же­ний (водяных ко­лод­цев, оросительных и транспортных ка­на­лов, искусственных водоёмов, пло­тин, во­дя­ных мель­ниц) и пла­ваю­щих транс­порт­ных средств (пло­тов, ло­док, ко­раб­лей) и средств их перемещения и управления (вёсел, рулей, парусов), орудий охоты и воинского снаряжения.

Первым крупным учёным-гидромехаником считается Архимед, сформулировавшим законы гидростатики («закон Архимеда»)[2].

Создание научных основ аэромеханики приписывают Леонардо да Винчи, ему, в частности, принадлежит введение двух со­став­ляю­щих силы, действующей на движущееся в воздухе тело: си­лу со­про­тив­ле­ния и подъ­ём­ную си­лу[2].

В 1663 году Блез Пас­ка­ль опубликовал сформулированный им за­кон из­ме­не­ния ста­тического дав­ле­ния в жид­ко­стях и га­зах[2]. Галилей, изу­чая дви­же­ние те­л в сре­де, ус­та­но­вил ли­ней­ную за­ви­си­мость си­лы со­про­тив­ле­ния сре­ды от ско­ро­сти. Зависимость была уточнена Христан Гюй­генсом, согласно ему она имеет квадратичную форму. Причину воз­ник­но­ве­ния си­лы со­про­тив­ле­ния предложил Исаак Ньютон, по его мнению ей были уда­ры час­тиц воз­ду­ха о ло­бо­вую часть те­ла.

Тру­да­ми Л. Эй­ле­ра была создана тео­рия гид­ро­ста­тической ус­той­чи­во­сти пла­ваю­ще­го те­ла. В 1738 году Д. Бер­нул­ли был вве­дён в употребление сам тер­мин «гид­ро­ди­на­ми­ка».

В силу преимущественного исследования задач течения и состояния жидкости гидроаэромеханика фигурировала в научных работах под термином «гидромеханика», включавшую в себя исследование отдельных задач расчёта равновесия и движения сжимаемых сред. Однако в XX веке наука о движении газов и сжимаемых жидкостей выделилась в отдельную отрасль гидроаэромеханики, которая стала называться газовой динамикой[3].

Математический аппаратПравить

Математическим аппаратом для исследования задач гидроаэромеханики служат дифференциальные уравнения в частных производных.

Пер­вой пол­ной ма­те­ма­тической мо­де­лью гид­ро­ди­на­ми­ки ста­ла сис­те­ма урав­не­ний дви­же­ния иде­аль­ной не­вяз­кой жид­ко­сти, вы­ве­ден­ная Эй­ле­ром в 1755.

ЛитератураПравить

  • Прандтль Л., Титьенс О. Гидро- и аэромеханика. — ОНТИ НКТП СССР, 1935. — Т. 1. — 224 с.
  • Прандтль Л., Титьенс О. Гидро- и аэромеханика. — ОНТИ НКТП СССР, 1935. — Т. 2. — 313 с.
  • Прандтль Л. Гидроаэромеханика. — Москва: Издательство иностранной литературы, 1949. — 520 с.
  • Седов Л. И. Плоские задачи гидродинамики и аэродинамики. — М.-Л.: ГИТТЛ, 1950. — 443 с.

ПримечанияПравить

  1. Гидроаэромеханика // Большая российская энциклопедия : [в 35 т.] / гл. ред. Ю. С. Осипов. — М. : Большая российская энциклопедия, 2004—2017.
  2. 1 2 3 Механика жидкости и газа // Большая российская энциклопедия : [в 35 т.] / гл. ред. Ю. С. Осипов. — М. : Большая российская энциклопедия, 2004—2017.
  3. Гидромеханика // Большая российская энциклопедия : [в 35 т.] / гл. ред. Ю. С. Осипов. — М. : Большая российская энциклопедия, 2004—2017.